Устройство для автоматического регулирования реактивной мощности синхронной машины

Устройство для автоматического регулирования реактивной мощности синхронной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и)8?9?28 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1502,80 (21) 2883439/24-07 с присоединением заявки Й9 (51)М. Кл З

Н 02 P 9/10

Н 02 У 3/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Ф, Опубликовано 071181. Бюллетень Hо 41 (5З) УЖ 621 ° 313, .32:621.316. .728(088 ° 8) Дата опубликования описания 071181

II (72) Автор изобретения

О. A. Орел г;: -,Украинский государственный проектный институт

"Тяжпромэле ктропроект"

Ф (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕАКТИВНОИ МОЩНОСТИ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к области электротехники, а именно к регулированию режимов синхронных машин, преимущественно быстродействующих синхронных компенсаторов. Оно может использоваться также в установках с синхронными электродвигателями.

Предлагаемое устройство может применяться преимущественно в системах электроснабжения металлургических заводов, где для улучшения качества электроэнергии в сетях с резкопеременной и ударной нагрузкой, создаваемой источниками питания главных электроприводов и вспомогательных ме- 15 ханизмов прокатных станов, дуговыми злектропечами и т,п., используются специальные быстродействующие син" хронные компенсаторы.

Известно, что качество электро- 20 энергии регламентируется и одним из наиболее важных его показателей является стабильность величины напряжения. Нестабильность напряжения отрицательно сказывается на работе потре-..

) бителей и ведет к зкономическому ущербув

Нестабильность напряжения в Эавксимости от скорости его изменения характеризуется отклонениями и колеба- 30 ниями, Известно, что быстрые изменения напряжения в питающей сети. являются более вредными для потребителей, чем медленные. Это особенно относится к таким распространенным видам потребителей, как освещение, радио и электронная аппаратура, системы автоматики и устройства .вычислительной техники, Поэтому ограничения, накладываемые на быстрые изменения напряжения (колебания), являются более жесткими, чем на медленные изменения (отклонения), Для повышения качества электроэнергии в сетях с ударными и резкопеременными нагрузками применяются быстродействующие синхронные компенсаторы (1j, а также синхронные двигатели с быстродействующей системой возбуждения.и прочие регулируемые источники реактивной мощности, которые одновременно служат для повышения коэффициента мощности узла нагрузки, Как известно, для выполнения быстродействующим синхронным компенсатором или синхронным двигателем эащачи по улучшению качества электроэнергии, он должен работать в режиме, при котором переменная составляю щая его тока в каждый момент време879728 ни противоположна по знаку и пропорциональна по величине сумме реактивных токов прочих потребителей. Для осуществления такого режима на вход

1 системы автоматического регулирования подают сигнал задания реактивного тока, пропорциональный сумме реактивных токов прочих потребителей.

В процессе эксплуатации вследствие увеличения реактивного тока потребителей, соответствующего увеличения сигнала задания реактивного тока на 10 входе системы регулирования и, следовательно, увеличения реактивного тока синхронной машины либо вследствие ухудшения условий охлаждения, либо вследствие неблагоприятного сочета- )5 ния этих факторов может произойти нагрев обмоток машины до опасной температуры, что является причиной преждевременного износа изоляции или даже полного выхода ее иэ строя. По этим причинам температуру нагрева необходимо ограничивать, сохранив по возможности условия для выполнения синхронной машиной задачи уменьшения из- менений питающего напряжения, вызываемых изменениями реактивной нагрузки прочих потребителей.

Известно устройство для автоматического регулирования синхронного компенсатора, в котором при перегрузках предусмотрено регулируемое ограниче- 30 ние верхнего предела тока возбуждения за счет ограничения выходного сигнала регулятора реактивного тока для защиты от перегрева (15.

Недостаток известного устройства 35 состоит в том, что при перегрузках происходит ограничение выходного сигнала регулятора реактивного тока, Поскольку этот сигнал является заданием регулятору тока возбуждения, то синхронный компенсатор переходит в режим работы с постоянным значением тока возбуждения и поэтому перестает реагировать на изменения сигнала задания на входе регулятора реактивного тока, вследствие чего изменения на- 45

Йряженир на шинах узла нагрузки, вызываемые изменениями реактивной нагрузки потребителей, возрастают, т,е. качество электроэнергии снижается.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для автоматического регулирования реактивной мощности синхронной машины 2 ).

Это устройство содержит регулятор реактивного тока, вход которого подключен к выходу датчика реактивного тока и ограничитель сигнала задания, подключенный к задающему входу регулятора реактивного тока и соединений 60 с блоком определения нагрева.

Ограничитель предс;авляет собой звено с характеристикой типа "регулируемое насыщение". Возбудительная система включает возбудитель, регу- . 65 лятор тока возбуждения и датчик тока возбуждения.

Устройство работает следующим обр зом.

Если нагрев машины не достигает опасного (или заранее выбранного) значения, то уровень ограничения сигнала задания реактивного тока, создаваемый ограничителем, достаточно велик, сигнал задания реактивного тока поступает на вход регулятора реактив,ного тока беэ ограничения и синхронная машина работает с опережающим реактивным током, величина которого соответствует сигналу задания. Благодаря этому уменьшаются изменения напряжения, вызываемые изменениями реактивной нагрузки потребителей. Если же происходит нагрев синхронной машины до опасной или заранее выбранной температуры, то на выходе блока определения нагрева появляется соответствующий сигнал, который уменьшает уставку (уровень ограничения) ограничителя, что приводит к ограничению мако симума сигнала задания на входе регулятора реактивного тока. Поскольку ограничение сигнала задания при этом осуществляется "сверху", то в первую очередь ограничивается его переменная составляющая, вследствие негo синхронная машина при нагреве в первую очередь прекращает компенсировать переменную составляющую реактивного тока потребителей. В результате на шинах узла нагрузки начинают проявлятьсяоизменения напряжения, вызываемые изменениями реактивной нагрузки потребителей, т,е. качество электроэнергии снижается, Таким образом, известное устройство при нагреве синхронной машины не обеспечивает высокого качества электроэнергии.

Целью изобретения является повышение качества электроэнергии на шинах узла нагрузки при нагреве синхронной машины, Эта цель достигается тем, что уст" ройство для автоматического регулирования реактивной мощности синхронной машины, содержащее регулятор реактивного тока, к входу которого подключен выход датчика реактивного тока и блок определения нагрева, снабжено блоком опорного сигнала с характеристикой "зона нечувствительности", вход которого подключен к выходу блока определения нагрева, а выходк входу регулятора реактивного тока, На чертеже изображена принципиальная схема устройства для автоматического регулирования синхронной машиные

Синхронная машина 1 регулируется предложенным устройством, содержащим возбудительную систему 2, регулятор 3

3 реактивного тока, датчик 4 реактивного тока, блок 5 определения нагрева и блок 6 опорного сигнала.

879728

Датчик реактивного тока включен в цепь статора синхронной машины, а его выход подключен к входу регулятора реактивного тока с полярностью, противоположной полярности сигнала (Jy ) реактивного тока. Выход регулятора реактивного тока подключен к входу возбудительной системы. К задающему входу регулятора реактивного тока подключен блок 6 опорного сигнала, имеющий характеристику типа "зоha нечувствительности", к входу которого, управляющему величиной зоны нечувствительности, подключен выход блока 5 определения нагрева, устройство работает следующим образом.

Если нагрев синхронной машины не достиг опасного (или заранее выбранного) значения, то величина зоны нечувствительности блока опорного сигнала равна нулю, сигнал задания реак- 20 тивного тока Jp поступает на вход регулятора реактивного тока беспрепятственно и синхронная машина работает с реактивным током, величина которого соответствует сигналу задания, 25 благодаря чему синхронная машина работает в режиме слежения за реактивным током потребителей и снижает те изменения напряжения в электрической сети ЭС, которые вызываются изменениями нагрузки потребителей. Если же в процессе эксплуатации установки вследствие длительного повышения сигналов задания реактивного тока, либо ухудшения условий охлаждения, либо неблагоприятного сочетания этих факторов произойдет нагрев синхронной машины до опасной или заранее выбранной температуры, то на выходе блока

5 определения нагрева появится соответствующий сигнал, который вызо- 40 вет появление зоны нечувствительности блока опорного си1 нала, что приведет к уменьшению сигнала задания на входе регулятора реактивного тока на величину зоны нечувствительности бло- 45 ка опорного сигнала и соответствующему уменьшению реактивного тока синхронной машины. При этом произойдет уменьшение греющих потерь синхронной машины и температура ее нагрева будет ограничена, но, поскольку уменьшение тока машины произойдет эа счет уменьшения его постоянной составляющей, машина будет продолжать работать в режиме слежения за изменениями реактивного тока потребителей, благодаря чему будет обеспечено умень шение тех изменений напряжения электрической сети ЭС, которые вызываются изменениями нагрузки потребителей, Действительно, при перегреве синхронной машины сигнал задания реактивного тока в предлагаемом устройстве ограничивается "снизу",.а поэтому в первую очередь ограничивается постоянная составляющая этого сигнала и соответственно в первую очередь ограничивается постоянная составляющая реактивного тока синхронной машины. В результате при срабатывании блока определения нагрева синхронная машина в первую очередь уменьшает степень компенсации постоянной составляющей реактивного тока потребителей и продолжает компенсировать переменную составляющую, т.е. продолжает уменьшать те изменения напряжения (колебания), которые вызываются изменениями нагрузки потребителей. Благодаря этому качество электроэнергии в электрической сети ЭС и при нагреве синхронной машины продолжает оставаться на прежнем высоком уровне °

Блок опорного сигнала может быть реализован с помощью стабилитронов или диодов, включенных поодиночке или группами последовательно по отношению к задающему входу регулятора реактивного тока, либо с помощью регулируемого источника опорного напряжения, включенного по одной из известных схем, Формула из обрете ния

Устройство для автоматического регулирования реактивной мощности синхронной машины, содержащее регулятор реактивного тока, к входу которого подключен выход датчика реактивного тока, и блок определения нагрева, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества электроэнергии при нагреве синхронной машины, снабжено блоком опорного сигнала с характеристикой "зона нечувствительности", вход которого подключен к выходу блока определения нагрева, а выход — к входу регулятора реактивного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Оганьян Я.П. и др, Применение сиихронных компенсаторов с быстродействующим тиристорным возбуждением для снижения влияния ударных нагрузок, "Инструктивные указания по проектированию электротехнических проььыленных установок", 9 8, М., "Энергия., l971, с.13-16.

2, Авторское свидетельство СССР

М 598205, кл. Н 02 P 7/36, 1974.

879728

Составитель К. Фотина

Техред A.Áàáèíåö Корректор Ю.Макаренко филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Мороэова

ЮЮ

ЮЮЮЮЮ

Закаэ 9737/26 Тираж 733 ° Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

ЮЮ